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离散数学-第七章-图论


为方便起见,常将无序对{a,b}记为(a,b)
定义1.1 一个无向图是一个有序的二元组<V,E>,
记为G,其中
(1)V≠称为结点集,元素称为结点或顶点;
第 (2)E称为边集,它是无序积V&V的多重子集,
七 其元素称为无向边,简称为边。


常把无向图记为G=<V,E>

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5
离 例1、G1=<V,E>
散 数
V={v0, v1, v2,v3}
学 E={(v0,v2),(v0,v3),(v1,v2),(v1,v3),(v2,v3)}
v0
v3
v1



v2


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G1
6
离 例2、
散 数 学
G2=<V,E> V={v0, v1, v2,v3}
E={(v0,v3),(v1,v3),(v1,v3),(v2,v3),(v0,v0)}

v0
v1
第 七
G
v3
v2
G2
平行边

简单图
多重图
( 图

不含平行边也不含环) 12/22/2019 9:31 PM7Βιβλιοθήκη 离 散 数 学旧金山
丹佛
洛杉矶
第 七 章


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底特律
芝加哥
纽约 华盛顿
散 数
解: K4的所有非同构的生成子图如下图所示。

第 七 章


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33

二、路与回路

数 定义2.1 设G为无向标定图,G中结点与边 学 的 交 替 序 列 =vi0ej1vi1ej2…ejlvil 称 为 vi0 到
vil的路。vi0,vil分别称为的始点和终点, 中边的条数称为它的长度。
怎样定义有向图的同构?
第 七 章


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28

散 例7、
数 学
a
d
第 七 章


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b

c
c' (a)
a' (b) d' (d)
b' (c)
29




1
2
6
10
7
9 8
2
5
3

3
4
七 章
彼得松图(petersen)


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散 数 学
一个具n有=410个顶点,每 个结点m的=度45 都为6的图,
v1
有多少顶结条点边度?之和为810
e5
e1
e3 e4
v2 e2
v3
v4
定理1.1 设G=<V,E>为无向图, |V(G)|= n, |E(G)|=m,则
n
握手定理 deg(vi) 2m

i 1
即使出现多重边和环,这
W(G)=2
39
离 设G=<V,E>为无向图
散 数
(1)设eE,用G-e表示从G中去掉边e,称为删
c
d
G″´
d
G″
27
离 定义1.8 设G1=<V1,E1>,G2= <V2,E2>为两个无向
散 数
图,若存在一一映射

g: V1 V2
对于vi,vjV1,
(vi,vj)E1 当且仅当 (g(vi),g(vj))E2,
并且(vi,vj)与(g(vi),g(vj))的重数相同,
则称G1与G2是同构的,记作G1 G2
华盛顿
11

散 数
e0

v1
v5
v3
孤立点
标定图
非标定图
e1 e3
v2
在无向图G=<V,E>中,若ek= (vi,vj) ∈E,则称vi,vj 为
e2 边ek的端点,
e4
ek与vi或ek与vj是彼此关联的;
(v3e,5 v4) v4
关联次数 邻接点、邻接边
第 七 章


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七 章
边,构成一个无向重图,问题化为图论中简单道路
的问题。


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3
离 一、图的基本概念
散 数 学
旧金山
丹佛
洛杉矶
第 七 章


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底特律
芝加哥
纽约 华盛顿
4

散 设A、B是两个集合,称


A&B={{a,b}|aA, bB}
为A与B的无序积。
35
有向图中,路、回路等概念与无向图类似


b


e1
e4
a
e2
d
e5 e3
c
(e ,e ,e ,e ,e )是迹,不是通路,因
5
1
2
3
4
第 为(c,a,b,c,d,b)中b,c均出现了
七 章
两次。(c,d,b,c)是圈。


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数 学
定理2.1 在n阶图中,若从结点vi到vj(vivj) 存在一条路,则从vi到vj存在长度不大于n-1的路。
a e
b c 图G d
a
b e
c d
图 G3
23
离 散 数 学
k4
G
第 七 章


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G
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离 定义1.6 设G=<V,E>,G’= <V’,E’>为两个图,
散 数
若V’ V且E’ E,则称G’为G的子图,G为
学 G’的母图,记作G’G;
又若V’V或E’ E,则称G’为G的真子图。

任意一个连通无向图的任两个不同结
七 点都存在一条通路。



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非连通图G可分为几个不相连通的子图,
散 每一子图本身都是连通的。称这几个子图为
数 学
G的连通分支,G的连通分支数记为W(G)。
k4
B A


W(G)=1



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viV1
viV2
偶数
e1 v1
偶数 v2
偶数
第 七 章
e3
e2
e4
因此|V2 |为偶数

v3
v4

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离 例4、已知无向图G中结点数n与边数m相等,2度
散 数 学
结点与3度结点各2个,其余结点的度数均为1,试 求G的边数m。
解:由握手定理
n
2m deg(vi) =22+ 32+ 1(n-4)
推论 在n阶图中,若从结点vi到vj(vivj)存在一 条路,则从vi到vj存在长度小于n的通路。
第 七 章


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散 数
定义2.2
设无向图G=<V,E>, u,vV,若
学 u,v之间存在路,则称u,v是连通的,记作uv 。
定义2.3 设无向图G是平凡图或G中任何两个结 点都是连通的,则称G为连通图,否则称G为非连 通图或分离图。
1
5
6
10 7 8
9
4
30
离 散 数 学

第 七 章


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离 散 数 学
两个图同构必有: (1)结点数相同;
但不是充分条件
(满足这三个条件的两图 不一定同构)
第 (2)边数相同;

章 (3)度数列相同


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离 例8、 画出K4的所有非同构的生成子图。
v3
章 图
degv+3 (v1)=3
degv+4(v2)= deg+(v4)=1 dve2g+(v3)=0
论 ddeegg-1((2vv/2112/))2==019dd9e:3eg1gP(M-v(4v)2=)=2ddeegg-((vv42))==1deg(dve3g)=-(3v3)=2
14
离 散 数

定义1.5 设G=<V,E>为n阶无向简单图, 以V为结点集,以所有使G成为完全图Kn的添加 边组成的集合为边集的图,称为G的相对于完 全图的补图,记作 G




k4
G

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G
22

图 K5 a



b
e
c
d
a
b
e


c
d

图 G1


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